RU2031670C1

RU2031670C1 - Foam generator

Info

Publication number: RU2031670C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Евгеньевич Макаров; Василий Валерьевич Харин
Original assignee: Владимир Евгеньевич Макаров; Василий Валерьевич Харин
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: fire fighting facilities. SUBSTANCE: device has mixing chamber with gas phase feeding arrangement and foam generating solution sprayer, additional saturation chamber with liquefied inert gas delivery nozzle and foam generating screen. Saturation chamber is installed after mixing chamber and is separated from the latter by foam generating screen. Inert gas delivery nozzles have heat insulating enclosure. EFFECT: increased efficiency of fire fighting. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение касается тушения пожаров воздушно-газовыми пенами. The invention relates to extinguishing fires with air-gas foams.

Известно устройство для образования пены, содержащее корпус и распылителем пенообразующего раствора и сеткой, а также сопла подвода сжиженного инертного газа, расположенные между распылителей и сеткой. A device for the formation of foam is known, comprising a housing and a spray of a foam-forming solution and a grid, as well as nozzles for supplying a liquefied inert gas located between the nozzles and the grid.

Подача смеси сжиженного газа, имеющего низкую температуру, и пенообразующего раствора на сетку приводит к ее обмерзанию вплоть до полного перекрытия сечении ячеек сетки, что приводит к сбоям в работе. The supply of a mixture of liquefied gas having a low temperature and a foaming solution on the grid leads to its freezing up to the complete overlap of the cross section of the grid cells, which leads to malfunctions.

Известен пеногенератор, содержащий корпус со средствами подачи пенообразующего раствора и воздуха, имеющий на выходе сетку, а также сопла подвода сжиженного газа, размещенные между средством подачи пенообразующего раствора и сеткой. A foam generator is known, comprising a housing with means for supplying a foaming solution and air, having a net at the outlet, as well as nozzles for supplying a liquefied gas, located between the means for supplying a foaming solution and the grid.

Однако сжиженный газ, подаваемый в корпус устройства, имеет низкую температуру, что вызывает переохлаждение устройства и намерзание пенообразующего раствора на ячейках сетки. However, the liquefied gas supplied to the device body has a low temperature, which causes the device to be supercooling and freezing foam solution on the mesh cells.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для образования пены, включающее основную смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора и сетку, снабженное дополнительной смесительной камерой с патрубками для подвода компонентов газовой фазы, установленной перед основной смесительной камерой. Closest to the proposed technical essence is a device for the formation of foam, comprising a main mixing chamber with means for supplying a gas phase and a spray of a foaming solution and a grid equipped with an additional mixing chamber with nozzles for supplying components of the gas phase installed in front of the main mixing chamber.

Хранение инертных газов целесообразно осуществлять в сжиженном виде. Недостатком известного устройства является то, что при подаче хотя бы одного из компонентов газовой фазы в сжиженном виде, например азота, имеющего температуру -196^оС, не исключается обмерзание устройства, а смешение охлажденной газовой фазы с пенообразующим раствором и подача смеси на сетку вызывает обмерзание сетки. Для предотвращения указанных нежелательных явлений приходится либо использовать азот и другие компоненты газовой фазы в газообразном виде при положительных температурах компонентов, что осложняет условия хранения и подготовки газов к использованию, либо при подаче в устройство сжиженного газа принимать меры для нагрева газовой фазы, используя для этого второй компонент газовой фазы, например воздух. Однако в этом случае требуется увеличение размеров дополнительной камеры смешения, а также затрудняется регулирование состава газовой фазы. Для того чтобы исключить обмерзание сетки, увеличить путь, проходимый смесью пенообразующего раствора и холодной газовой фазы, чтобы возникшие участки замерзания раствора полностью расплавились до попадания на сетку, а это приводит к увеличению габаритов устройства.Storage of inert gases is advisable to carry out in a liquefied form. A disadvantage of the known device is that feeding the at least one component of the gas phase in liquid form, such as nitrogen having a temperature of ^about -196 C, is not excluded freezing device, and mixing the cooled gas phase with a foaming solution and the feed mixture to the mesh causing frosting the grid. To prevent these undesirable phenomena, one must either use nitrogen and other components of the gas phase in a gaseous form at positive component temperatures, which complicates the conditions for storage and preparation of gases for use, or, when a liquefied gas is supplied to the device, take measures to heat the gas phase using the second component of the gas phase, for example air. However, in this case, an increase in the size of the additional mixing chamber is required, and it is also difficult to control the composition of the gas phase. In order to prevent freezing of the mesh, increase the path covered by the mixture of the foaming solution and the cold gas phase so that the freezing sections of the solution completely melt before they get on the mesh, and this leads to an increase in the dimensions of the device.

Цель изобретения - повысить эффективность тушения пожара. The purpose of the invention is to increase the efficiency of fire extinguishing.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем смесительную камеру со средством подвода газовой фазы и распылителем пенообразующего раствора, дополнительную камеру насыщения с соплами подачи сжиженного инертного газа и пеногенерирующую сетку, камера насыщения установлена после смесительной камеры и отделена от нее пеногенерирующей сеткой, а сопла подачи инертного газа имеют теплоизоляционную оболочку. This goal is achieved by the fact that in a device containing a mixing chamber with means for supplying a gas phase and a spraying foam solution, an additional saturation chamber with nozzles for supplying a liquefied inert gas and a foam-generating grid, the saturation chamber is installed after the mixing chamber and separated from it by a foam-generating grid, and the nozzles inert gas feeds have an insulating sheath.

При тушении пожаров воздушно-газовыми пенами основными способами прекращения горения являются изоляции горючего вещества от окислителя, разбавление зоны горении инертным газом при разрушении оболочек пузырьков пены и теплоотвод от поверхности горения. При использовании предлагаемого пеногенератора пена, полученная при выдувании смеси газовой фазы и пенообразующего раствора через сетку, дополнительно насыщается инертным газом при испарении его в камере насыщения, что повышает ее кратность, при этом исключается обмерзание сетки, но в то же время происходит охлаждение пены. Подача охлажденной пены в очаг пожара в значительной степени снижает в нем температуру. Кроме того, охлаждение пены способствует увеличению ее стойкости за счет длительного сохранения жидкости в пенных пленках и, следовательно, повышению эффективности тушения пожара. При выходе сжиженного газа из сопл происходит быстрое его испарение, а энергия, выделяющаяся при этом, утилизируется на увеличение кинетической энергии пены, что увеличивает дальнобойность пеногенератора при получении струи или повышает дальность подачи пены по пенопроводам. Теплоизоляция сопл подачи сжиженного инертного газа исключает их обмерзание. When extinguishing fires with air-gas foams, the main methods for stopping combustion are isolation of the combustible substance from the oxidizing agent, dilution of the combustion zone with an inert gas during destruction of the foam bubble shells and heat removal from the combustion surface. When using the proposed foam generator, the foam obtained by blowing a mixture of the gas phase and the foaming solution through the grid is additionally saturated with an inert gas when it is evaporated in the saturation chamber, which increases its multiplicity, while the freezing of the grid is eliminated, but at the same time the foam is cooled. The supply of chilled foam to the fire site significantly reduces the temperature in it. In addition, the cooling of the foam helps to increase its durability due to the long-term preservation of the liquid in the foam films and, therefore, increase the efficiency of extinguishing the fire. When the liquefied gas leaves the nozzles, it evaporates quickly, and the energy released in this case is utilized to increase the kinetic energy of the foam, which increases the range of the foam generator when receiving the jet or increases the range of foam supply through the foam pipes. Thermal insulation of the nozzles supplying liquefied inert gas eliminates their freezing.

Предлагаемый пеногенератор отличается от прототипа взаимным размещением камеры насыщения, смесительной камеры и сетки, а также наличием теплоизоляции сопл подачи инертного газа. Следовательно, предлагаемый пеногенератор соответствует критерию "новизна". Из патентной литературы известны устройства для получения пены, в которых используется введение в пену после ее образования на сетке дополнительного компонента и использование его для увеличения кинетической энергии пенной струи. Однако в этих устройствах в пену вводится жидкость - пенообразующий раствор, с неотрицательной температурой. Введение сжиженного газа в пену приводит кроме известного свойства - увеличения энергии пенной струи, к новым свойствам, а именно к увеличению газосодержания пены и к охлаждению и повышением стойкости пены, а это позволяет увеличить кратность пены и дальность ее подачи. Наличие нового свойства обеспечивает предлагаемому пеногенератору соответствие критерию "существенные отличия". The proposed foam generator differs from the prototype in the mutual arrangement of the saturation chamber, the mixing chamber and the grid, as well as the presence of thermal insulation of the inert gas nozzles. Therefore, the proposed foam generator meets the criterion of "novelty." Devices for producing foam are known from the patent literature, which use the introduction of an additional component into the foam after its formation on the grid and use it to increase the kinetic energy of the foam jet. However, in these devices a liquid is introduced into the foam - a foaming solution, with a non-negative temperature. The introduction of liquefied gas into the foam leads, in addition to the well-known property - increasing the energy of the foam jet, to new properties, namely, to increase the gas content of the foam and to cooling and increasing the resistance of the foam, and this allows to increase the multiplicity of the foam and the range of its supply. The presence of a new property provides the proposed foam generator with the criterion of "significant differences".

На чертеже схематически показан предлагаемый пеногенератор, разрез. The drawing schematically shows the proposed foam generator, section.

Пеногенератор содержит смесительную камеру 1 с распылителем пенообразующего раствора 2 и окном 3 для подвода воздуха. На противоположном окну 3 конце смесительной камеры 1 размещена пеногенерирующая сетка 4 и к ней примыкает камера 5 насыщения с соплами 6 подачи сжиженного газа, покрытыми теплоизоляционным слоем 7. Сопла 6 подключены к коллектору 8, имеющему подводящий патрубок 9 с вентилем 10. The foam generator contains a mixing chamber 1 with a spray of foaming solution 2 and a window 3 for supplying air. At the opposite end of window 3 of the mixing chamber 1, a foam-generating grid 4 is placed and a saturation chamber 5 is adjacent to it with liquefied gas supply nozzles 6 coated with a heat-insulating layer 7. The nozzles 6 are connected to a manifold 8 having a supply pipe 9 with a valve 10.

Пеногенератор работает следующим образом. The foam generator operates as follows.

Пенообразующий раствор диспергируется распылителем 2 и подается в смесительную камеру 1, эжектируя при этом воздух, который через окно 3 также попадает в камеру 1. При прохождении смеси пенообразующего раствора и воздуха через сетку 4 образуется воздушно-механическая пена, которая поступает в камеру 5 насыщения. Сжиженный газ, например азот, подается через патрубок 9 при открытом вентиле 10 в коллектор 8, откуда через сопла 6 выходит в массу пены, находящуюся в камере 5 насыщения. При истечении жидкого азота из сопл 6 происходит быстрое его испарение, сопровождающееся резким увеличением объема. Пена насыщается газообразным азотом, увеличивается ее кратность и возрастает кинетическая энергия. Благодаря наличию низкотемпературного инертного газа происходит охлаждение пенной массы и замерзание оболочек пузырьков пены, состоящих из пенообразующего раствора. Это увеличивает стойкость пены за счет длительного сохранения жидкости в пенных пленках. Наличие теплоизоляционного слоя 7 на соплах 6 предотвращает намерзание на них пенообразующей жидкости и уменьшение сечения камеры насыщения. При помощи вентиля 10 можно регулировать количество вводимого в пену инертного газа, что дает возможность изменять свойства пены. The foaming solution is dispersed by the spray gun 2 and fed into the mixing chamber 1, thereby ejecting air, which also enters the chamber 1 through the window 3. When the mixture of the foaming solution and air passes through the mesh 4, an air-mechanical foam is formed, which enters the saturation chamber 5. Liquefied gas, such as nitrogen, is supplied through the pipe 9 with the valve 10 open to the manifold 8, from where through the nozzles 6 it enters the mass of foam located in the saturation chamber 5. When liquid nitrogen flows out of nozzles 6, it rapidly evaporates, accompanied by a sharp increase in volume. The foam is saturated with gaseous nitrogen, its multiplicity increases and the kinetic energy increases. Due to the presence of a low-temperature inert gas, the foam mass is cooled and the shells of the foam bubbles, consisting of a foaming solution, freeze. This increases the resistance of the foam due to the long-term retention of fluid in the foam films. The presence of a heat-insulating layer 7 on the nozzles 6 prevents the freezing of the foaming liquid on them and a decrease in the cross section of the saturation chamber. Using valve 10, it is possible to control the amount of inert gas introduced into the foam, which makes it possible to change the properties of the foam.

При подаче охлажденной инертной пены в очаг пожара, например на поверхность горячей жидкости, происходит интенсивный теплоотвод от поверхности жидкости, при этом снижается интенсивность выделения паров горючей жидкости и соответственно интенсивность горения. Охлажденные пленки пузырьков пены медленнее разрушаются под действием лучистой энергии факела пламени пожара, что способствует быстрому наращиванию на горящей поверхности слоя пены, предотвращающего горение. Холодные оболочки пузырьков пены оказывают значительное сопротивление для прорыва горючих паров к зоне горения, а инертная азотно-воздушная смесь в пузырьках пены при ее разрушении поступает в зону горения, что снижает интенсивность горения. По мере накопления пенного слоя пары горючей жидкости прекращают подпитывать зону горения и горение прекращается. Ускорение накопления достаточного пенного слоя способствует высокая стойкость пены, обусловленная длительным сохранением жидкости в оболочках пузырьков охлажденной пены. When a cooled inert foam is fed into the fire, for example, on the surface of a hot liquid, intense heat removal from the surface of the liquid occurs, while the rate of emission of vapors of a combustible liquid and, accordingly, the intensity of combustion are reduced. Cooled films of foam bubbles slow down more slowly under the influence of the radiant energy of the flame of the fire, which contributes to the rapid build-up on the burning surface of the foam layer that prevents burning. The cold shells of the foam bubbles exhibit significant resistance to the breakthrough of combustible vapors to the combustion zone, and the inert nitrogen-air mixture in the foam bubbles, when it breaks, enters the combustion zone, which reduces the intensity of combustion. As the foam layer accumulates, flammable liquid vapors stop feeding the combustion zone and combustion stops. The acceleration of the accumulation of sufficient foam layer contributes to the high resistance of the foam, due to the long-term preservation of fluid in the shells of the bubbles of the cooled foam.

Таким образом, предлагаемый пеногенератор позволяет повысить эффективность тушения пожара. При этом улучшаются эксплуатационные характеристики пеногенератора за счет возможности использования сжиженного инертного газа без предварительной его подготовки и исключения обмерзания пеногенерирующей сетки. Утилизация энергии сжиженного газа в кинетическую энергию пены позволяет увеличить дальнобойность пеногенератора при получении пенной струи или повысить дальность подачи пены по пенопроводам. Thus, the proposed foam generator can improve the fire fighting efficiency. At the same time, the operational characteristics of the foam generator are improved due to the possibility of using liquefied inert gas without its preliminary preparation and elimination of freezing of the foam-generating grid. Utilization of the energy of liquefied gas into the kinetic energy of the foam allows you to increase the range of the foam generator upon receipt of the foam jet or to increase the range of foam supply through the foam ducts.

Claims

1. FOAM GENERATOR, comprising a mixing chamber with means for supplying a gas phase and a spray of a foaming solution, a saturation chamber with nozzles for supplying a liquefied inert gas and a foam-generating grid, characterized in that the saturation chamber is installed behind the mixing chamber in the direction of travel of the gas, and a foam-generating grid is placed between the chambers .

2. The foam generator according to claim 1, characterized in that the inert gas supply nozzles have a heat-insulating shell.